Differenza tra orbitale atomico e orbitale molecolare

Differenza principale - Orbitale atomico vs Orbitale molecolare

Orbitale è definito come una regione in cui la probabilità di trovare un elettrone è alta. Gli atomi hanno i propri elettroni che ruotano attorno al nucleo. Quando questi orbitali sono sovrapposti per formare molecole attraverso il legame, gli orbitali sono chiamati orbitali molecolari. La teoria del legame di valenza e la teoria orbitaria molecolare spiegano rispettivamente le proprietà degli orbitali atomici e molecolari. Gli orbitali possono contenere un massimo di due elettroni. La principale differenza tra orbitale atomico e molecolare è che il gli elettroni in un orbitale atomico sono influenzati da un nucleo positivo, mentre gli elettroni di un orbitale molecolare sono influenzati dai due o più nuclei a seconda del numero di atomi in una molecola.

Questo articolo spiega,     

1. Cos'è l'Orbita Atomico 
      - Definizione, caratteristiche, proprietà
2. Cos'è l'Orbitale Molecolare
      - Definizione, caratteristiche, caratteristiche
3. Qual è la differenza tra Atomic Orbital e Molecular Orbital

                                                                                               

Cos'è un Orbitale Atomico

L'orbitale atomico è una regione con la più alta probabilità di trovare un elettrone. La meccanica quantistica spiega la probabilità della posizione di un elettrone di un atomo. Non spiega l'esatta energia di un elettrone ad un dato spunto di tempo. È spiegato nel principio di indeterminazione di Heisenberg. La densità elettronica di un atomo può essere trovata dalle soluzioni del Equazione di Schròdinger. Un orbitale atomico può avere un massimo di due elettroni. Gli orbitali atomici sono etichettati come sottotitoli s, p, d e f. Questi orbitali hanno forme diverse. L'orbitale s è sferica e può contenere un massimo di due elettroni. Ha un livello di sub-energia. L'orbitale è a forma di manubrio e può contenere fino a sei elettroni. Ha tre livelli di energia inferiori. Gli orbitali d e f hanno forme più complesse. Il livello d ha cinque gruppi di sub-energia e può contenere fino a 10 elettroni, mentre il livello f ha sette livelli di energia secondaria e può contenere un massimo di dieci e quindici elettroni. Le energie degli orbitali sono in ordine di s

Figura 1: Tipi di atomi atomici

Cos'è un Orbitale molecolare

Le proprietà degli orbitali molecolari sono spiegate dalla teoria dell'orbitale molecolare. Fu proposto per la prima volta da F. Hund e R.S. Mulliken nel 1932. Secondo la teoria orbitaria molecolare, quando gli atomi sono fusi per formare una molecola, gli orbitali atomici sovrapposti perdono la loro forma a causa dell'effetto dei nuclei. I nuovi orbitali presenti nelle molecole sono ora chiamati orbitali molecolari. Gli orbitali molecolari sono formati dalla combinazione di quasi gli stessi orbitali atomici dell'energia. A differenza degli orbitali atomici, gli orbitali molecolari non appartengono a un singolo atomo in una molecola ma appartengono a nuclei di tutti gli atomi che formano la molecola. Pertanto, i nuclei di atomi diversi si comportano come un nucleo policentrico. La forma finale dell'orbitale molecolare dipende dalle forme degli orbitali atomici che formano la molecola. Secondo Regola di Aufbau, gli orbitali molecolari sono riempiti da orbitale a bassa energia ad orbitale ad alta energia. Come un orbitale atomico, un orbitale molecolare può contenere un numero massimo di due elettroni. Tuttavia, come da Il principio di Pauli, questi due elettroni devono avere spin opposti. Il comportamento dell'elettrone in un orbitale molecolare può essere descritto usando il Equazione di Schròdinger. Tuttavia, a causa della complessità delle molecole, l'applicazione dell'equazione di Schrodinger è piuttosto difficile. Quindi, gli scienziati hanno sviluppato un metodo per la valutazione approssimativa del comportamento degli elettroni in una molecola. Il metodo è chiamato combinazione lineare di orbitali atomici (LCAO) metodo.

Figura 2: Formazione di orbitali molecolari

Differenza tra orbitale atomico e orbitale molecolare

Definizione

Orbita atomica: L'orbitale atomico è la regione con la più alta probabilità di trovare un elettrone in un atomo.

Orbitale molecolare: L'orbitale molecolare è la regione con la più alta probabilità di trovare un elettrone di una molecola.

Formazione

Orbita atomica: Gli orbitali atomici sono formati dalla nube di elettroni attorno all'atomo.

Orbitale molecolare: Gli orbitali molecolari sono formati dalla fusione di orbitali atomici che hanno quasi la stessa energia.

Forma

Orbita atomica: La forma degli orbitali atomici è determinata dal tipo di orbitale atomico (s, p, d o f).

Orbitale molecolare: La forma dell'orbitale molecolare è determinata dalle forme degli orbitali atomici che formano la molecola.

Descrivere la densità dell'elettrone

Orbita atomica: Equazione di Schròdinger viene usato.

Orbitale molecolare: Combinazione lineare di orbitali atomici (LCAO) è usato.

Nucleo

Orbita atomica: L'orbitale atomico è monocentrico poiché si trova attorno a un singolo nucleo.

Orbitale molecolare: L'orbitale molecolare è policentrico come si trova attorno a diversi nuclei.

Effetto del Nucleo

Orbita atomica: Il singolo nucleo colpisce la nuvola di elettroni negli orbitali atomici

Orbitale molecolare: Altri due nuclei influenzano la nuvola di elettroni in orbitali molecolari.

Sommario

Entrambi gli orbitali atomici e molecolari sono regioni che hanno le densità di elettroni più alte negli atomi e nelle molecole, rispettivamente. Le proprietà degli orbitali atomici sono determinate dal singolo nucleo di atomi, mentre quelle degli orbitali molecolari sono determinate dalla combinazione di orbitali atomici che formano la molecola. Questa è la principale differenza tra orbitale atomico e orbitale molecolare.

Riferimenti:
1.Verma, N. K., Khanna, S. K., & Kapila, B. (2010). Chimica completa XI. Pubblicazioni Laxmi.
2.Ucko, D. A. (2013). Nozioni di base per la chimica. Elsevier.
3.Mackin, M. (2012). StGuida di udy alle nozioni di base di accompagnamento per la chimica. Elsevier.

Cortesia dell'immagine:
1. "H atom orbitaly" di Pajs - Opera propria (di dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia 
2. "Molecular orbitals sq" di Sponk (talk) - Opera propria (dominio pubblico) via Commons Wikimedia